Gas Groups and Dust Groups

Grupos de gases e grupos de poeiras

Gases, vapores e poeiras inflamáveis ​​são classificados em grupos com base em suas propriedades de ignição. O equipamento deve ser certificado para o grupo específico de gases ou poeiras presente no área perigosa.

Grupos de Equipamentos

Grupo I. Mineração (Firedamp)

Equipamento para minas subterrâneas e instalações de superfície onde possa estar presente grisu (metano proveniente de jazidas de carvão) e/ou poeira combustível.

Grupo II. Indústrias de Superfície (Gás/Vapor)

Equipamento para todos os outros locais com atmosferas explosivas de gás/vapor. Subdividido em IIA, IIB e IIC.

Grupo III. Indústrias de superfície (poeiras)

Equipamento para locais com atmosferas de poeira explosiva. Subdividido em IIIA, IIIB e IIIC.

Grupos de gás (Grupo II)

Os gases são classificados com base em duas propriedades mensuráveis:

  • MENSAGEM (Intervalo Experimental Máximo de Segurança). a largura máxima de um intervalo através do qual uma explosão interna não se propagará para uma atmosfera explosiva externa. Testado em uma câmara esférica padronizada de 25ml com um intervalo de 25mm de comprimento. MESG menor = gás mais perigoso.
  • Razão MIC (Relação mínima da corrente de ignição). a relação entre a corrente mínima de ignição do gás e a do metano, medida em um aparelho de teste de segurança intrínseca padrão. Razão MIC menor = gás mais perigoso.
Grupo Gás MENSAGEM (mm) Razão MIC Gases Típicos Nível de perigo
AII >0.90 >0.80 Metano, propano, butano, acetona, etanol, benzeno, diesel, amoníaco Menos perigoso
IIB 0.50–0.90 0.45–0.80 Etileno, sulfureto de hidrogénio, éter dietílico, óxido de etileno, gás de cidade Intermediário
CII <0.50 <0.45 Hidrogénio, acetileno, dissulfureto de carbono Mais perigoso

Notas importantes

  • Equipamento certificado para CII pode ser usado em AII e IIB atmosferas (IIC é a mais rigorosa)
  • Equipamento certificado para IIB pode ser usado em AII atmosferas
  • Equipamento certificado para AII só pode ser usado em AII atmosferas
  • A hierarquia é: IIC > IIB > IIA (A CII abrange todos)

Caso especial: IIB + H₂

Alguns equipamentos são certificados para "IIB + H₂" - isso significa que são testados para todos os gases IIB mais hidrogênio especificamente, mas não para acetileno ou dissulfeto de carbono. Esta é uma abordagem comum e econômica quando o hidrogênio está presente, mas o acetileno/CS₂ não.

Para equipamentos Ex d (à prova de chamas) marcados com IIB + H₂, as distâncias de instalação devem seguir os requisitos IIC (40 mm), não IIB (30 mm).

Gases representativos por grupo

Grupo IIA:

  • Metano (CH₄). gás natural, biogás
  • Propano (C₃H₈). GPL
  • Butano (C₄H₁₀). GPL
  • Acetona – solventes
  • Etanol. produtos farmacêuticos, alimentos/bebidas
  • Benzeno, tolueno, xileno. petroquímico
  • Amónia (NH₃). refrigeração, agricultura
  • n-Hexano. processos de extração

Grupo IIB:

  • Etileno (C₂H₄). matéria-prima petroquímica
  • Sulfureto de hidrogénio (H₂S). petróleo e gás, águas residuais
  • Éter dietílico. farmacêutico
  • Óxido de etileno. esterilização
  • Gás urbano/gás manufaturado

Grupo IIC:

  • Hidrogénio (H₂). refinarias, instalações de eletrolisadores, células de combustível
  • Acetileno (C₂H₂). soldadura, síntese química
  • Dissulfureto de carbono (CS₂). indústria da viscose

Hidrogênio: Um Desafio Especial

O hidrogênio está no grupo de gases mais perigosos (IIC) devido ao seu MESG extremamente pequeno (0,29 mm) e energia mínima de ignição muito baixa (0,017 mJ – cerca de 10× menos que o metano). Contudo, a sua temperatura de autoignição é relativamente elevada (560°C), situando-a apenas em classe de temperatura T1.

Isso significa que o hidrogênio requer a proteção mais rigorosa contra faíscas/arcos (IIC), mas é relativamente indulgente com a temperatura da superfície (T1). Isto é o oposto de alguns gases IIA.

Grupos de poeiras (Grupo III)

Grupo de poeira Digite Exemplos Nível de perigo
IIIA Voos combustíveis Fibras têxteis, algodão em pluma, rayon, juta Menos perigoso
IIIB Pó não condutor Farinha de grãos, açúcar, pó de madeira, carvão, pó plástico, pós farmacêuticos Intermediário
IIIC Poeira condutora Pó de alumínio, magnésio, titânio, ferro, negro de fumo Mais perigoso

Poeira Condutiva vs Não Condutiva

A distinção é importante porque as partículas de poeira condutoras podem preencher lacunas de isolamento e criar curtos-circuitos, fornecendo uma fonte de ignição mesmo através da proteção Ex e (segurança aumentada). As poeiras condutoras requerem uma proteção mais rigorosa.

Uma poeira é considerada condutiva se sua resistividade for ≤10³ Ω·m.

Propriedades de ignição por poeira

Existem dois mecanismos de ignição distintos para poeira:

  1. Ignição de nuvem de poeira. poeiras transportadas pelo ar dentro do seu alcance explosivo
  2. Ignição da camada de poeira. poeiras depositadas inflamadas por uma superfície quente a uma temperatura muito inferior à da nuvem

O classe de temperatura para equipamentos com poeira deve-se considerar tanto a temperatura de ignição da nuvem de poeira (T_CL) quanto a temperatura de ignição da camada de poeira (T_5mm).

A temperatura máxima da superfície do equipamento não deve exceder:

  • ⅔ × T_CL (nuvem de poeira) - medida em Kelvin
  • T_5mm − 75°C (para espessura de camada de 5mm)

O que der o valor mais baixo determina a temperatura máxima permitida da superfície.

NEC/CEC Gas Groups (América do Norte)

Grupo NEC/CEC Grupo IEC equivalente Gases Típicos
Grupo A CII Acetileno
Grupo B CII Hidrogênio, butadieno
Grupo C IIB Etileno, sulfureto de hidrogénio
Grupo D AII Metano, propano, etanol
Grupo E IIIC Pós metálicos (alumínio, magnésio)
Grupo F IIIB/IIIC Negro de fumo, pó de carvão, pó de coque
Grupo G IIIB Pó de grãos, farinha, açúcar, pó de madeira

Nota: O sistema NEC/CEC utiliza letras (A–G) em vez de algarismos romanos, e a ordem é aproximadamente invertida (A = gás mais perigoso).

Seleção de Equipamentos por Grupo de Gás/Poeira

Ao selecionar o equipamento:

  1. Identificar todas as substâncias inflamáveis ​​que possam estar presentes na área
  2. Determinar o grupo gás/poeiras para cada substância
  3. Selecionar equipamentos certificados para grupo mais perigoso presente
  4. Verifique o classe de temperatura também é adequado

Se vários gases estiverem presentes (por exemplo, metano IIA + hidrogênio IIC), o equipamento deverá ser classificado para CII.

Fontes e referências

  1. Electrical Equipment in Hazardous Areas - Wikipedia
  2. Standards Used by IECEx - IECEx
  3. IEC 60079-0: General Requirements - IEC